JP6625471B2 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

本明細書は、蒸発燃料処理装置に関する技術を開示する。特に、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を、内燃機関の吸気経路にパージして処理する蒸発燃料処理装置を開示する。

特許文献１に、蒸発燃料処理装置が開示されている。特許文献１の蒸発燃料処理装置は、内燃機関の吸気経路とキャニスタの間をパージ通路で接続し、パージ通路を通じてパージガスを吸気経路に導入する。また、特許文献１は、一端がパージ通路に接続されており、他端がキャニスタに接続されている濃度検出通路を設け、パージガスの濃度を検出している。濃度検出通路には、パージ通路からパージガスを導入するためのポンプが配置されている。

特開２００６−３４８８１３号公報

特許文献１は、内燃機関が駆動しているときに吸気経路が負圧になる現象を利用して、パージガスを吸気経路に導入している。そのため、例えば、内燃機関の駆動が停止している状態、吸気経路が正圧の状態では、パージガスを吸気経路に導入することができない。その結果、パージガスの導入量が制限される。特許文献１の濃度検出通路の他端を吸気経路に接続すれば、吸気経路が負圧でない状態でもパージガスを吸気経路に導入することができる。しかしながら、濃度検出通路に設けられている濃度センサが抵抗となり、パージガスの移動抵抗が増大する。その結果、パージガスの導入量が制限される。本明細書は、パージガスの導入量が制限されにくい蒸発燃料処理装置を実現するための技術を提供する。

本明細書で開示する蒸発燃料処理装置は、キャニスタと、パージ通路と、ポンプと、制御弁と、分岐通路と、濃度検出部を備えている。キャニスタは、燃料タンク内で蒸発した蒸発燃料を吸着する。パージ通路は、車両の内燃機関の吸気経路とキャニスタとの間に接続されている。キャニスタから内燃機関に送られるパージガスは、パージ通路を通過する。ポンプは、パージ通路上に配置されており、パージガスをキャニスタから吸気経路に送り出す。制御弁は、キャニスタと吸気経路をパージ通路を介して連通する連通状態と、キャニスタと吸気経路をパージ通路上で遮断する遮断状態に切替る。分岐通路は、一端がポンプの下流でパージ通路に接続されており、他端がポンプの上流に接続されている。濃度検出部は、分岐通路上に配置されている。

上記蒸発燃料処理装置は、吸気経路とキャニスタの間に接続されている通路（パージ通路）上にポンプが配置されている。そのため、吸気経路内の圧力の状態（正圧、負圧、常圧）に依らず、吸気経路にパージガスを導入することができる。例えば、過給機を有する車両において、吸気経路内が正圧の状態のときであっても、吸気経路にパージガスを導入することができる。また、濃度検出部がパージ通路から分岐した分岐経路に配置されているので、パージガスがパージ通路を通過しているときに、パージ通路の移動が阻害されることを防止することができる。これらの特徴より、上記蒸発燃料処理装置は、吸気経路へのパージガスの導入量が制限されにくい。なお、上記蒸発燃料処理装置は、制御弁を備えている。ポンプが駆動している状態で制御弁が遮断状態（パージガスが吸気経路に移動することを禁止する）に切替ると、パージガスは分岐経路に移動し、濃度検出部でパージガスの濃度を検出することができる。なお、上記「制御弁」は、連通状態と遮断状態のみに切替るタイプの弁であってもよいし、開度を調整することができるタイプの弁であってもよい。前者のタイプの弁として、例えば、連通状態と遮断状態をデューティ制御することによってパージ中のパージガスの流量を調整する制御弁が挙げられる。後者のタイプの弁として、例えば、ステッピングモータ式の制御弁が挙げられる。ステッピングモータ式制御弁の開度を調整することにより、パージ中のパージガスの流量を調整することができる。

第１実施例の蒸発燃料処理装置を用いた車両の燃料供給システムを示す。 第１実施例の蒸発燃料処理装置を示す。 濃度センサの一例を示す。 濃度センサの一例を示す。 濃度センサの一例を示す。 濃度センサの一例を示す。 第１実施例の蒸発燃料処理装置の変形例を示す。 第１実施例の蒸発燃料処理装置の変形例を示す。 第２実施例の蒸発燃料処理装置を示す。 第３実施例の蒸発燃料処理装置を示す。 第４実施例の蒸発燃料処理装置を示す。 蒸発燃料供給システムを示す。 パージガスの濃度、流量の検出方法のフローチャートを示す。 濃度検出部における差圧とポンプの流量との関係を示す。 パージガス供給量の調整方法のフローチャートを示す。 パージガス供給量の調整方法のフローチャートを示す。 パージガス供給量の調整方法のフローチャートを示す。 パージガス供給量の調整工程のタイミングチャートを示す。 パージガス供給量の調整工程のタイミングチャートを示す。 パージガス供給量の調整方法のフローチャートを示す。 パージガス供給量の調整方法のフローチャートを示す。 パージガス供給量の調整方法のフローチャートを示す。 パージガス供給量の調整工程のタイミングチャートを示す。 パージガス供給量の調整工程のタイミングチャートを示す。 パージガス供給量の調整方法のフローチャートを示す。 パージガス供給量の調整工程のタイミングチャートを示す。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。

（特徴１）本明細書に開示の蒸発燃料処理装置では、パージ通路に分岐通路が接続されており、その分岐通路の経路上にパージガスの濃度を検出する濃度検出部が設けられている。分岐経路の一端は、パージ通路上に配置されているポンプより下流で、パージ通路に接続されている。分岐経路の他端は、ポンプの上流であれば、種々の位置に接続することができる。例えば、分岐経路の他端は、ポンプより上流でパージ通路に接続されていてよい。また、分岐通路の他端が、燃料タンクとキャニスタを接続する連通管に接続されていてもよい。あるいは、分岐通路の他端が、キャニスタに接続されていてもよい。分岐経路の他端を上記何れの位置に接続しても、制御弁が遮断状態のときに、パージガスが分岐経路に移動し、濃度検出部でパージガスの濃度を検出することができる。

（特徴２）分岐経路の他端が、燃料タンクとキャニスタを接続する連通管、または、キャニスタに接続されている場合、分岐通路の他端に、パージガスがパージ通路からキャニスタに向けて移動することを許容するとともに、逆向きに移動することを禁止する手段が設けられていてよい。例えば、上記機能を発揮する手段として、逆止弁が挙げられる。このような手段を有することにより、燃料タンクで生じた蒸発燃料が、分岐経路を通じて直接内燃機関の吸気経路に導入されることを防止することができる。

（特徴３）バージ通路上に、パージ通路がキャニスタに連通する第１状態と、パージ通路が大気に連通する第２状態と、に切替る切替手段が設けられていてもよい。切替手段を第１状態にすることにより、パージ通路にキャニスタからのパージガスを導入することができる。切替手段を第２状態にすることにより、パージ通路に大気を導入することができる。パージ通路の導入されるガスをパージガスと大気で切替ることにより、ポンプの流量特性を得ることができる。

（特徴４）蒸発燃料処理装置は、制御弁とポンプの動作を制御する制御装置をさらに備えていてもよい。この場合、制御装置は、車両の始動操作が行われた後、制御弁を導通状態にしてパージ通路を掃気し、掃気終了後に制御弁を遮断状態にしてパージガスの濃度を検出する制御を行ってよい。ここで、「パージ通路を掃気する」とは、始動操作が行われる前にパージ通路内に残存するパージガスを、パージ通路から吸気経路に排出することを意味する。車両の始動操作が行われた時は、前回に車両が停止したときのパージガスが残存していることがある。その状態でガス濃度を測定しても、現在のパージガスの正確な濃度を検出することができない。パージガスの濃度を測定する前にパージ通路を掃気することにより、パージガスの正確な濃度を検出することができる。なお、パージ通路の掃気は、ポンプを駆動して行ってもよいし、ポンプを駆動しないで吸気管の吸引力で行ってもよい。また、パージガスの濃度検出は、制御弁を遮断状態した後、所定時間経過したときに実行してもよい。あるいは、パージガスの濃度検出は、制御弁を遮断状態した後、パージガスの濃度が安定した状態で行ってもよい。いずれの場合も、より正確なガス濃度を検出することができる。

（特徴５）制御装置は、車両の始動操作が行われた後に制御弁を遮断状態にしてパージガスの濃度の検出を行い、その濃度に基づいてパージを実行した後にパージが停止したときに、制御弁を遮断状態した状態でポンプを駆動し、パージガスの濃度を再度検出する制御を行ってよい。すなわち、車両の始動操作が実行された後に１回目のパージガスの濃度測定を行って第１ガス濃度を検出し、その後パージを行う際に第１ガス濃度に基づいてパージを実行し、第１ガス濃度に基づきバージが停止されたときは、２回目のパージガスの濃度測定を行って第２ガス濃度を検出し、その後パージを行う際に第２ガス濃度に基づいてパージを実行してよい。その後、パージが停止される毎に、ガス濃度を検出し、検出したガス濃度に基づいてパージを実行してよい。制御装置は、２回目以降のパージガスの濃度測定を、初回（車両の始動操作が実行された後の１回目のパージガスの濃度測定）と比較して、制御弁を遮断状態にしてから早いタイミングで行ってもよい。なお、制御装置は、パージ中にＡ／Ｆセンサからのフィードバックずれ量が所定値を超えた場合、本来であればパージを停止するタイミングでなくとも、制御弁を遮断状態にした状態でポンプを駆動し、パージガスの濃度検出を実行する制御を行ってよい。

（第１実施例）
図１を参照し、蒸発燃料処理装置２０を備える燃料供給システム６について説明する。燃料供給システム６は、燃料タンク１４内に貯留されている燃料をエンジン２に供給するためのメイン供給経路１０と、燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料をエンジン２に供給するためのパージ供給経路２２を備えている。

メイン供給経路１０には、燃料ポンプユニット１６と、供給管１２と、インジェクタ４が設けられている。燃料ポンプユニット１６は、燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ、制御回路等を備えている。燃料ポンプユニット１６は、ＥＣＵ（図示省略）から供給される信号に応じて燃料ポンプを制御する。燃料ポンプは、燃料タンク１４内の燃料を昇圧して吐出する。燃料ポンプから吐出される燃料は、プレッシャレギュレータで調圧され、燃料ポンプユニット１６から供給管１２に供給される。供給管１２は、燃料ポンプユニット１６とインジェクタ４に接続されている。供給管１２に供給された燃料は、供給管１２を通過してインジェクタ４に達する。インジェクタ４は、ＥＣＵによって開度がコントロールされる弁（図示省略）を有している。インジェクタ４の弁が開かれると、供給管１２内の燃料が、エンジン２に接続されている吸気管３４に供給される。

なお、吸気管３４は、エアクリーナ３０に接続されている。エアクリーナ３０は、吸気管３４に流入する空気の異物を除去するフィルタを備えている。吸気管３４内に、スロットルバルブ３２が設けられている。スロットルバルブ３２が開くと、エアクリーナ３０からエンジン２に向けて吸気が行われる。スロットルバルブ３２は、吸気管３４の開度を調整し、エンジン２に流入する空気量を調整する。スロットルバルブ３２は、インジェクタ４より上流側（エアクリーナ３０側）に設けられている。

パージ供給経路２２には、パージガスがキャニスタ１９から吸気管３４に移動するときに通過するパージ通路２２ａと、パージ通路２２ａから分岐した分岐通路２２ｂが設けられている。パージ供給経路２２には、蒸発燃料処理装置２０が設けられている。蒸発燃料処理装置２０は、キャニスタ１９と、パージ通路２２ａと、ポンプ５２と、制御弁２６と、分岐通路２２ｂと、濃度センサ５７と、切替弁９０及び大気導入管９２を備えている。燃料タンク１４とキャニスタ１９が、連通管１８によって接続されている。キャニスタ１９，切替弁９０，ポンプ５２及び制御弁２６は、パージ通路２２ａ上に配置されている。パージ通路２２ａは、インジェクタ４とスロットルバルブ３２の間で、吸気管３４に接続されている。分岐通路２２ｂは、一端がポンプ５２の上流でパージ通路２２ａに接続されており、他端がポンプ５２の下流でパージ通路２２ａに接続されている。分岐通路２２ｂ上には、濃度センサ５７が設けられている。なお、制御弁２６は、ＥＣＵによって制御される電磁弁であり、連通状態と遮断状態の切替えがＥＣＵによってデューティ制御される弁である。制御弁２６は、開閉時間を制御（連通状態と遮断状態の切替えタイミングを制御）することにより、蒸発燃料（パージガス）の流量を調整する。また、制御弁２６に代えて、ステッピングモータ式制御弁等の開度を調整することが可能な弁を用いてもよい。

図２に示すように、キャニスタ１９は、大気ポート１９ａ，パージポート１９ｂ及びタンクポート１９ｃを備えている。大気ポート１９ａは、連通管１７を介して、エアフィルタ１５に接続されている。パージポート１９ｂは、パージ通路２２ａに接続されている。タンクポート１９ｃは、連通管１８を介して、燃料タンク１４に接続されている。キャニスタ１９内に、活性炭１９ｄが収容されている。活性炭１９ｄに面するキャニスタ１９の壁面のうちの、１つの壁面にポート１９ａ，１９ｂ及び１９ｃが設けられている。活性炭１９ｄと、ポート１９ａ，１９ｂ及び１９ｃが設けられているキャニスタ１９の内壁との間には、空間が存在する。ポート１９ａ，１９ｂ及び１９ｃが設けられている側のキャニスタ１９の内壁に、第１仕切板１９ｅと第２仕切板１９ｆが固定されている。第１仕切板１９ｅは、大気ポート１９ａとパージポート１９ｂの間において、活性炭１９ｄとキャニスタ１９の内壁の間の空間を分離している。第１仕切板１９ｅは、ポート１９ａ，１９ｂ及び１９ｃが設けられている側と反対側の空間まで伸びている。第２仕切板１９ｆは、パージポート１９ｂとタンクポート１９ｃの間において、活性炭１９ｄとキャニスタ１９の内壁の間の空間を分離している。

活性炭１９ｄは、燃料タンク１４から連通管１８，タンクポート１９ｃを通じてキャニスタ１９の内部に流入する気体から蒸発燃料を吸着する。蒸発燃料が吸着された後の気体は、大気ポート１９ａ，連通管１７及びエアフィルタ１５を通過して大気に放出される。キャニスタ１９は、燃料タンク１４内の蒸発燃料が大気に放出されることを防止することができる。活性炭１９ｄで吸着された蒸発燃料は、パージポート１９ｂよりパージ通路２２ａに供給される。第１仕切板１９ｅは、大気ポート１９ａが接続されている空間と、パージポート１９ｂが接続されている空間を分離している。第１仕切板１９ｅは、蒸発燃料を含んだ気体が大気に放出されることを防止している。第２仕切板１９ｆは、パージポート１９ｂが接続されている空間と、タンクポート１９ｃが接続されている空間を分離している。第２仕切板１９ｆは、タンクポート１９ｃからキャニスタ１９に流入する気体が直接パージ通路２２ａに移動することを防止している。

パージ通路２２ａは、キャニスタ１９と吸気管３４を接続している。パージ通路２２ａ上には、ポンプ５２と制御弁２６が設けられている。ポンプ５２は、キャニスタ１９と制御弁２６の間に配置されており、吸気管３４に蒸発燃料（パージガス）を圧送する。具体的には、ポンプ５２は、パージ通路２２ａを通じてキャニスタ１９内のパージガスを矢印６０方向に引き込み、パージ通路２２ａを通じてパージガスを吸気管３４に向けて矢印６６方向に押し出す。なお、エンジン２が駆動している場合、吸気管３４内は負圧である。そのため、キャニスタ１９に吸着された蒸発燃料は、吸気管３４とキャニスタ１９の圧力差によって吸気管３４に導入することもできる。しかしながら、パージ通路２２ａにポンプ５２を配置することにより、吸気管３４内の圧力がパージガスを引き込むために十分でない圧力の場合（過給時の正圧、あるいは、負圧であるがその圧力の絶対値が小さい）であっても、キャニスタ１９に吸着された蒸発燃料を吸気管３４に供給することができる。また、ポンプ５２を配置することにより、吸気管３４に所望量の蒸発燃料を供給することができる。

パージ通路２２ａには、分岐通路２２ｂが接続されている。分岐通路２２ｂ上には、濃度センサ５７が配置されている。より具体的には、分岐通路２２ｂは、第１分岐管５６と第２分岐管５８を備えている。第１分岐管５６の一端は、ポンプ５２の下流（吸気管３４側）に接続されている。第２分岐管５８の一端は、ポンプ５２の上流（キャニスタ１９側）に接続されている。第１分岐管５６及び第２分岐管５８の他端は、濃度センサ５７に接続されている。濃度センサ５７は、分岐通路２２ｂを通過するバージガスの濃度を検出する。

蒸発燃料処理装置２０では、ポンプ５２を駆動した状態で制御弁２６が開かれると、パージガスが矢印６６方向に移動し、吸気管３４に導入される。また、ポンプ５２を駆動した状態で制御弁２６が閉じられると、パージガスが矢印６２方向に移動し、濃度センサ５７で濃度が検出される。パージ実行中は、吸気管３４へのパージガスの供給量を調整するために、デューティ比に基づいて、制御弁２６の開閉が繰り返される。蒸発燃料処理装置２０は、パージ実行中に制御弁２６が閉じられたタイミングを利用して、パージガスの濃度を検出することができる。なお、濃度センサ５７は、分岐通路２２ｂ上に設けられており、パージ通路２２ａ上には設けられていない。そのため、蒸発燃料処理装置２０は、パージ通路２２ａの抵抗が増大することが抑制され、吸気管３４に供給されるパージガスの量が制限されることを抑制することができる。なお、パージ通路２２ａ及び分岐通路２２ｂの内径等を調整することにより、吸気管３４にパージガスを供給しながら、濃度センサ５７にもパージガスを供給することもできる。この場合、吸気管３４に供給されるパージガスの濃度をリアルタイムで検出することができる。

また、パージ通路２２ａに、切替弁９０が設けられている。切替弁９０はポンプ５２の上流側に配置されている。切替弁９０には、大気導入管９２が接続されている。切替弁９０は、パージ通路２２ａがキャニスタ１９に接続されている状態（第１状態）と、パージ通路２２ａが大気導入管９２に接続されている状態（第２状態）とを切替えることができる。切替弁９０を設けることにより、濃度センサ５７がセンサ前後の差圧を検出するタイプである場合、切替弁９０を切替えることにより、分岐通路２２ｂを空気が通過するときのセンサ前後の差圧と、分岐通路２２ｂをパージガスが通過するときの差圧を比較することができる。両者の差圧を比較することにより、ポンプ５２の特性（所定の回転数においてポンプを通過する流量）を算出することができる。ポンプ５２の出力（回転数）が同一であっても、ポンプ５２を通過する流体の流量は、通過する流体の密度（濃度）によって変化する。切替弁９０を設け、濃度センサ７０を通過する空気の差圧とパージガスの差圧とを比較することにより、ポンプ５２の流量特性を得ることができ、パージガス濃度の検出精度が向上するので、より正確な量のパージガスを吸気管３４に導入することができる。なお、切替弁９０及び大気導入管９２は、パージガス濃度の検出精度を向上させるために寄与するものであり、切替弁９０及び大気導入管９２を省略してもパージガスの濃度を検出することはできる。

濃度センサ５７として、様々な種類のセンサを利用することができる。ここで、図３から図６を参照し、蒸発燃料処理装置２０で利用可能な濃度センサ５７の幾つかを説明する。図３は、ベンチュリ管７２を内蔵した濃度センサ５７ａを示している。ベンチュリ管７２の一方の端部７２ａが第１分岐管５６に接続されている。ベンチュリ管７２の他方の端部７２ｃが第２分岐管５８に接続されている。ベンチュリ管の端部７２ａと中央部（絞り部）７２ｂの間に差圧センサ７０が接続されている。濃度センサ５７ａは、端部７２ａと中央部７２ｂの圧力差を差圧センサ７０で検出する。端部７２ａと中央部７２ｂの差圧を検出すれば、ベルヌーイの式よりバージガスの密度（バージガス濃度）を算出することができる。

図４は、オリフィス管７４を内蔵した濃度センサ５７ｂを示している。オリフィス管７４の一端は第１分岐管５６に接続され、他端は第２分岐管５８に接続されている。オリフィス管７４の中央に、開孔７４ａを有するオリフィス板７４ｂが設けられている。オリフィス板７４ｂの上流側と下流側に、差圧センサ７０が接続されている。濃度センサ５７ｂは、オリフィス板７４ｂの上流側と下流側の圧力差を差圧センサ７０で検出し、バージガス濃度を算出する。

図５は、毛細管式粘度計７６を内蔵した濃度センサ５７ｃを示している。毛細管式粘度計７６の一端は第１分岐管５６に接続され、他端は第２分岐管５８に接続されている。毛細管式粘度計７６の内部には、複数の毛細管７６ａが配置されている。毛細管７６ａの上流側と下流側に、差圧センサ７０が接続されている。濃度センサ５７ｃは、毛細管７６ａの上流側と下流側の圧力差を差圧センサ７０で検出し、毛細管式粘度計７６を通過する流体（パージガス）の粘性を測定する。毛細管７６ａの上流側と下流側の差圧を検出すれば、ハーゲン・ポアズイユの式より、流体の粘性を算出することができる。パージガスの粘性は、パージガスの濃度と相関関係がある。そのため、パージガスの粘性を算出することにより、パージガスの濃度を検出することができる。

図６は、音波式濃度計７８を内蔵した濃度センサ５７ｄを示している。音波式濃度計７８は、筒状であり、一端が第１分岐管５６に接続され、他端が第２分岐管５８に接続されている。音波式濃度計７８は、管内に向けて信号を発信する発信器７８ａと、発信器７８ａが発信した信号を受信する受信器７８ｂを備えている。音波式濃度計７８では、信号が発信器７８ａから受信器７８ｂに到達するまでの時間ｔを検出する。時間ｔと、発信器７８ａと受信器７８ｂの距離Ｌに基づいて、管内の音速ｖを算出する。管内の音速ｖは、管内を通過しているパージガスの濃度と相関関係がある。管内の音速ｖを測定することにより、パージガスの濃度（バージガスの分子量）を検出することができる。具体的には、音速ｖ，パージガスの分子量Ｍ，比熱比γ，気体定数Ｒ及び絶対温度Ｔとしたときに、下記式（１）が成立することが知られている。下記式（１）を用いて、パージガスの濃度を検出することができる。
式（１）：ｖ＝（γ×Ｒ×Ｔ／Ｍ）^０．５

以上、４種の濃度センサ５７（５７ａ〜５７ｄ）について説明したが、蒸発燃料処理装置２０では、他の種類の濃度センサを用いることもできる。重要なことは、分岐経路２２ｂの一端（第１分岐経路５６）がポンプ５２の下流でパージ通路２２ａに接続されており、分岐経路２２ｂの他端（第２分岐経路５８）がポンプ５２の上流に接続されており、濃度センサ５７が分岐通路２２ｂに設けられていることである。これにより、少なくとも制御弁２６が閉じられたときにパージガスが分岐経路２２ｂに移動し、パージガスの濃度検出を実行することができる。

図７に示す蒸発燃料処理装置２０ａのように、分岐経路２２ｂ上に濃度センサ５７と温度センサ５９が配置されていてもよい。また、図８に示す蒸発燃料処理装置２０ｂのように、分岐経路２２ｂ上に濃度センサ５７と圧力計７１が配置されていてもよい。圧力計７１は、濃度センサ５７の上流に設ける。なお、蒸発燃料処理装置２０ｂは、さらに分岐経路２２ｂ上に温度センサ（図７を参照）が配置されていてもよい。

（第２実施例）
図９を参照し、蒸発燃料処理装置２０ｃについて説明する。蒸発燃料処理装置２０ｃは蒸発燃料処理装置２０，２０ａ及び２０ｂの変形例であり、具体的には、分岐経路２２ｂの下流端（分岐経路におけるパージガスの出口側）が接続されている位置が、蒸発燃料処理装置２０と異なる。なお、蒸発燃料処理装置２０ｃについて、蒸発燃料処理装置２０，２０ａ及び２０ｂと同じ部品には同じ参照番号を付し、説明を省略することがある。なお、蒸発燃料処理装置２０ｃは、蒸発燃料処理装置２０ｂと同様に、分岐経路２２ｂ上に濃度センサ５７と圧力計７１が配置されている。しかしながら、蒸発燃料処理装置２０のように分岐経路２２ｂ上に濃度センサ５７のみが配置されていてもよいし、蒸発燃料処理装置２０ａのように分岐経路２２ｂ上に濃度センサ５７と温度センサ５９が配置されていてもよいし、分岐経路２２ｂ上に濃度センサ５７と圧力計７１と温度センサ５９が配置されていてもよい。

蒸発燃料処理装置２０ｃでは、第２分岐管５８（分岐経路の下流側の分岐管）が、連通管１８に接続されている。そのため、分岐通路２２ｂを通過するパージガスは、タンクポート１９ｃを介してキャニスタ１９内に移動する。蒸発燃料処理装置２０ｃも、制御弁２６が閉じられたときに、パージガスが分岐経路２２ｂを通過し、パージガスの濃度を検出することができる。なお、タンクポート１９ｃはパージ通路２２ａ上に配置されていないが、キャニスタ１９はポンプ５２の上流に配置されている部品である。そのため、蒸発燃料処理装置２０ｃも、分岐通路２２ｂの一端がポンプ５２の下流でパージ通路２２ａに接続されており、他端がポンプ５２の上流に接続されているということができる。なお、分岐経路２２ｂと連通管１８の間に逆止弁９３が配置されている。そのため、燃料タンク１４で発生したパージガスが、連通管１８及び分岐通路２２ｂを介してパージ通路２２ａに導入されることを防止することができる。

（第３実施例）
図１０を参照し、蒸発燃料処理装置２０ｄについて説明する。蒸発燃料処理装置２０ｄは蒸発燃料処理装置２０ｃの変形例であり、具体的には、分岐経路２２ｂと連通管１８の間に、切替弁９４が配置されている点が、蒸発燃料処理装置２０ｃと異なる。なお、蒸発燃料処理装置２０ｄについて、蒸発燃料処理装置２０ｃと同じ部品には同じ参照番号を付し、説明を省略することがある。蒸発燃料処理装置２０ｄは、分岐経路２２ｂ上に濃度センサ５７と圧力計７１が配置されている。しかしながら、蒸発燃料処理装置２０ｄも、蒸発燃料処理装置２０ｃと同様に、分岐経路２２ｂ上に濃度センサ５７のみが配置されていてもよいし、分岐経路２２ｂ上に濃度センサ５７と温度センサ５９が配置されていてもよいし、分岐経路２２ｂ上に濃度センサ５７と圧力計７１と温度センサ５９が配置されていてもよい。

切替弁９４は、分岐経路２２ｂと連通管１８が連通する連通状態と、分岐経路２２ｂと連通管１８の間を遮断する遮断状態に切替えることができる。蒸発燃料処理装置２０ｄは、制御弁２６を閉じ、切替弁９４を閉じた状態（遮断状態）でポンプ５２を駆動することにより、分岐経路２２ｂ内の圧力を高くすることができる。このような構成を有することにより、ポンプ５２の特性を検出することができる。

（第４実施例）
図１１を参照し、蒸発燃料処理装置２０ｅについて説明する。蒸発燃料処理装置２０ｅは蒸発燃料処理装置２０〜２０ｄの変形例であり、具体的には、分岐経路２２ｂの下流端（分岐経路におけるパージガスの出口側）が接続されている位置が、蒸発燃料処理装置２０〜２０ｄと異なる。なお、蒸発燃料処理装置２０ｄについて、蒸発燃料処理装置２０〜２０ｄと同じ部品には同じ参照番号を付し、説明を省略することがある。蒸発燃料処理装置２０ｅは、分岐経路２２ｂ上に濃度センサ５７と圧力計７１が配置されている。しかしながら、蒸発燃料処理装置２０ｅも、蒸発燃料処理装置２０ｃ，２０ｄと同様に、分岐経路２２ｂ上に濃度センサ５７のみが配置されていてもよいし、分岐経路２２ｂ上に濃度センサ５７と温度センサ５９が配置されていてもよいし、分岐経路２２ｂ上に濃度センサ５７と圧力計７１と温度センサ５９が配置されていてもよい。

蒸発燃料処理装置２０ｅでは、キャニスタ１９にリターンポート１９ｇが設けられている。リターンポート１９ｇは、第２仕切板１９ｆに対してパージポート１９ｂ側に設けられている。すなわち、第２仕切板１９ｆは、リターンポート１９ｇとタンクポート１９ｃの間において、活性炭１９ｄとキャニスタ１９の内壁の間の空間を分離している。この構成の場合、燃料タンク１４で発生した蒸発燃料が、分岐通路２２ｂを介してパージ通路２２ａに導入されることを防止することができる。そのため、分岐経路２２ｂとタンクポート１８ｃの間に逆止弁，切替弁等（図９及び図１０も参照）を設ける必要がない。

図１２を参照し、パージガスを吸気管３４に供給するときのパージ供給経路２２の動作について説明する。エンジン２が始動すると、ＥＣＵ１００の制御により、ポンプ５２が駆動を開始し、制御弁２６の開閉が開始する。ＥＣＵ１００は、濃度センサ５７で検出したパージガスの濃度に基づいて、ポンプ５２の出力及び制御弁２６の開度（またはデューティ比）を制御する。なお、ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ３２の開度も制御する。キャニスタ１９には、燃料タンク１４の蒸発燃料が吸着されている。ポンプ５２が始動すると、キャニスタ１９に吸着されていたパージガス及びエアクリーナ３０を通過した空気が、エンジン２に導入される。以下に、パージガスの濃度を検出する方法について幾つか説明する。

図１３は、パージガスの濃度、及び、パージガスの流量の検出方法を説明するフローチャートを示している。この方法は、ポンプ５２の流量特性を算出し、ポンプ５２が所定の回転数のときにポンプ５２を通過するパージガスの流量を検出するために行われる。この方法は、制御弁２６を閉じた（パージガスが吸気管３４に導入されない）状態で行われる。なお、この方法は、蒸発燃料処理装置２０，２０ａ〜２０ｅの何れの蒸発燃料処理装置でも実行することができる。但し、濃度センサ５７ａ，５７ｂ及び５７ｃのように、センサ前後の差圧を検出するタイプの濃度センサを用いていることが必要である。

まず、ＥＣＵ１００から出力される制御信号により、ポンプ５２を所定の回転数で駆動する（ステップＳ２）。なお、ＥＣＵ１００は、制御弁２６を閉じた状態に維持する。次に、ＥＣＵ１００の制御信号により、切替弁９０がパージ通路２２ａと大気導入管９２を接続するように切り替わる（ステップＳ４）。これにより、パージ通路２２ａには大気が導入される。パージ通路２２ａに導入された大気は、分岐通路５６，５８を通過する。すなわち、ポンプ５２を駆動することにより、大気が、パージ通路２２ａと分岐通路２２ｂを循環する。このときに、濃度センサ５７が、センサ前後の差圧Ｐ０を検出する（ステップＳ６）。差圧Ｐ０の検出が終了した後、ＥＣＵ１００の制御信号により、切替弁９０がパージ通路２２ａとキャニスタ１９を接続するように切り替わる（ステップＳ８）。これにより、パージ通路２２ａにパージガスが導入される。パージガスが、パージ通路２２ａと分岐通路２２ｂを循環する。濃度センサ５７が、センサ前後の差圧Ｐ１を検出する（ステップＳ１０）。差圧Ｐ１を検出した後、パージガスの濃度，流量を算出し（ステップＳ１２）、ポンプ５２の駆動を停止する（ステップＳ１４）。

図１４は、濃度センサ５７の特性（濃度センサの構造に起因して生じる差圧に基づく特性）と、ポンプ５２の流量特性を示している。横軸は圧力を示し、縦軸はポンプ５２を通過するガスの流量を示している。曲線８０はパージ通路２２ａに大気が導入されたときの濃度センサ５７の特性を示し、曲線８１はパージ通路２２ａにパージガスが導入されたときの濃度センサ５７の特性を示し、直線８２はパージ通路２２ａにパージガスが導入されたときのポンプ５２の流量特性を示し、直線８３はパージ通路２２ａに大気が導入されたときのポンプ５２の流量特性を示している。

差圧Ｐ０，Ｐ１から明らかなように、ポンプ５２を同一回転数で駆動した場合、パージ通路２２ａにパージガスが導入されているときは、大気が導入されているときよりも差圧が上昇する。パージガスは、大気より密度が高いので、このような結果になる。そのため、ポンプ５２の出力（回転数）を調整しただけでは、所望する量のパージガスを吸気管３４に導入できないことがある。

大気中には、パージガスが含まれていない。すなわち、大気の密度は既知である。そのため、差圧Ｐ０，Ｐ１を検出することにより、パージガスの濃度を検出することができる。例えば、Ｐ１/Ｐ０を計算することにより、パージガスの濃度を算出することができる。また、上記したように、流量は、ベルヌーイの式より算出することができる。そのため、ガス（パージガス，大気）の濃度より、濃度センサ５７を通過するガスの流量を正確に算出し、曲線８０，８１を作成することができる。また、ポンプ５２を所定の回転数で駆動したときのパージガスと大気の流量の相違（曲線８０、８１）を比較することにより、ポンプ５２の流量特性を得ることができ、パージを行っているときのパージガスの供給量をより正確に調整することができる。上記方法は、センサ前後の差圧Ｐ０，Ｐ１に依らず、圧力計７１（図８〜図１１を参照）を用いてセンサ上流側の圧力を測定することによっても同様に算出することができる。なお、上記方法（ステップＳ２〜Ｓ１４）を行うことにより、ポンプ５２の流量特性が得られ、パージガス濃度の検出精度を向上させることができる。そのため、必要に応じて、パージ通路２２ａに大気を導入してセンサ前後の差圧Ｐ０を測定する工程（ステップＳ４〜Ｓ８）を省略してもよい。ステップＳ４〜Ｓ８を省略しても、パージガスの濃度を検出することができる。

また、切替弁９４を備える蒸発燃料処理装置２０ｄ（図１０を参照）を用いて、図１５に示すフローに従い、パージガスの濃度、及び、パージガスの流量を検出することもできる。まず、ＥＣＵ１００から出力される制御信号により、ポンプ５２を所定の回転数で駆動する（ステップＳ３）。ＥＣＵ１００は、制御弁２６を閉じた状態に維持する。次に、ＥＣＵ１００の制御信号により、切替弁９０がパージ通路２２ａと大気導入管９２を接続するように切り替わる（ステップＳ５）。次に、ＥＣＵ１００の制御信号により、切替弁９４が分岐通路２２ｂと連通管１８を接続するように切り替わる（ステップＳ７）。これにより、分岐通路２２ｂ内が大気で置換される。その後、切替弁９４を閉じ（分岐通路２２ｂと連通管１８を遮断し（ステップＳ９）、圧力計７１で濃度センサ５７の上流側の圧力Ｐ３を検出する（ステップＳ１１）。圧力Ｐ３の検出が終了した後、ＥＣＵ１００の制御信号により、切替弁９０がパージ通路２２ａとキャニスタ１９を接続するように切り替わる（ステップＳ１３）。パージ通路２２ａにパージガスが導入される。その後、切替弁９４が分岐通路２２ｂと連通管１８を接続するように切り替わり（ステップＳ１５）、分岐通路２２ｂ内をパージガスで置換する。その後、切替弁９４を閉じ（ステップＳ１７）、圧力計７１で濃度センサ５７の上流側の圧力Ｐ４を検出する（ステップＳ１９）。

圧力Ｐ４を検出した後、パージガスの濃度，流量を算出し（ステップＳ２１）、ポンプ５２の駆動を停止する（ステップＳ２３）。圧力Ｐ３及びＰ４は、分岐通路２２ｂをガスが流れていない（移動していない）状態で測定される（図１４も参照）。大気の密度が既知なので、（Ｐ４/Ｐ３）により、パージガスの濃度を算出することができる。また、圧力Ｐ１と圧力Ｐ４より、パージ通路２２ａにパージガスが導入されたときのポンプ５２の流量特性（直線８２）を得ることができる。また、圧力Ｐ０と圧力Ｐ３より、パージ通路２２ａに大気が導入されたときのポンプ５２の流量特性（直線８３）を得ることができる。

図１６から図１９を参照し、パージ中にパージガスの濃度が変化したときに、パージガスの供給量を調整する方法について説明する。この方法は、蒸発燃料処理装置２０，２０ａ〜２０ｅの何れの蒸発燃料処理装置でも実行することができる。また、濃度センサは、濃度センサ５７ａ，５７ｂ，５７ｃ及び５７ｄの何れであってもよい。この方法では、吸気管３４にパージを行う前に、パージ通路内に残存しているガス（前回のパージを終了した際に残存しているパージガス）を掃気する（すなわち、吸気管３４に排出する）。なお、パージ通路内に残存しているガスを掃気すると、キャニスタ１９に吸着されている蒸発燃料がパージ通路内に導入される。図１８及び図１９は、パージを行うタイミングと、ポンプ５２及び制御弁２６のオン・オフ状態を示すタイミングチャートである。ポンプ５２及び制御弁２６は、ＥＣＵ１００の制御信号によってオン・オフ状態が制御される。

タイミングｔ０は、車両が走行可能な状態になったタイミングを示している。例えば、エンジン２が始動した時がタイミングｔ０に相当する。タイミングｔ０では、パージ通路内にガスが残存しており、ＥＣＵ１００はパージ通路内のガスが掃気されていないことを記憶している。タイミングｔ０では、ＥＣＵ１００は、ガス掃気完了履歴がＯＦＦ状態であることを記憶している。タイミングｔ０では、ポンプ５２及び制御弁２６がオフしている。エンジン２を始動（ステップＳ３０）した後、制御弁２６がオフの状態のままポンプ５２を駆動する（ステップＳ３１：タイミングｔ１）。制御弁２６をオフしたまま、タイミングｔ１からタイミングｔ２の間にパージガスの濃度を測定する（ステップＳ３２）。パージガスの濃度の測定方法は、上述した方法を用いることができる。

ステップＳ３２で検出したパージガス濃度Ｃ１１が所定値より薄い場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、ステップＳ３４に進み、ポンプ５２をオンしたまま、制御弁２６を所定時間オンする（タイミングｔ２〜ｔ３）。これにより、パージ通路内に滞留していたガス（前回パージを終了した際に残存していたパージガス）を、パージ通路内から掃気することができる。なお、制御弁２６をオンする期間（タイミングｔ２〜ｔ３）は、タイミングｔ１〜ｔ２の間に検出したパージガス濃度Ｃ１１に基づいて決定する。これにより、吸気管３４内に掃気されるパージガスにより、Ａ／Ｆが大きく乱れることを抑制することができる。

残存ガスの掃気が完了すると、ガス掃気完了履歴をＯＮ状態にする（ステップＳ３５，タイミングｔ３）。ガス掃気完了履歴は、エンジン２が駆動している間ＯＮ状態に維持し続ける。また、残存ガスの掃気が完了した後、ポンプ５２を駆動したまま、制御弁２６をオフする（ステップＳ３６，タイミングｔ３）。その後、パージ通路内のパージガス濃度Ｃ１２を検出する（ステップＳ３７）。パージガス濃度Ｃ１２を検出した後、ポンプ５２をオフする（ステップＳ３８，タイミングｔ４）。タイミングｔ３〜ｔ４の間に検出したガス濃度Ｃ１２の値は、ＥＣＵ１００がパージオン信号を出力するとき（実際にパージを開始するとき：ステップＳ３９，タイミングｔ５）で用いる。すなわち、パージを開始する際は、ガス濃度Ｃ１２の値に基づき、制御弁２６の開度、ポンプ５２の出力等を決定する。

なお、ステップＳ３３でパージ通路内のパージガスの濃度Ｃ１１が所定値より濃い場合（ステップＳ３３：ＮＯ）、図１９に示すように、タイミングｔ２で制御弁２６をオンしない。また、実際にはパージ通路内の掃気が終わっていないが、ステップＳ３５に進み、ガス掃気完了履歴をＯＮ状態にする。この場合、実際にパージを開始するとき（タイミングｔ５）は、ガス濃度Ｃ１１の値に基づき、制御弁２６の開度、ポンプ５２の出力等を決定する。パージ通路内のガス濃度（残存ガスの濃度）が濃い場合、そのガスを吸気管３４に掃気すると、Ａ／Ｆがリッチになる傾向がある。その場合、排気ガス中に窒素酸化物が生じやすい傾向がある。そのため、パージ通路内の残存ガスの濃度が所定値より濃い場合、パージ通路内の掃気を行わず、ガス濃度Ｃ１１に基づいて、制御弁２６の開度、ポンプ５２の出力等を決定する。

図１７は、図１８のタイミングｔ５以降のパージガスの供給量を調整方法を示している。タイミングｔ５でパージが開始されると、タイミングｔ５〜ｔ６の間、ポンプ５２が駆動し、制御弁２６がオンし、吸気管３４にパージガスが供給される。ステップＳ４０では、タイミングｔ５以降に、パージオフの信号が出力された否かを判定する。パージオフの信号が出力されると（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、制御弁２６をオフする（ステップＳ４１，タイミングｔ６）。タイミングｔ６では、ポンプ５２の駆動を維持する（タイミングｔ６〜ｔ７）。タイミングｔ６〜ｔ７の間に、パージ通路内のガス濃度Ｃ１３を検出する(ステップＳ４２)。ガス濃度Ｃ１３を検出後、ポンプをオフする（ステップＳ４３，タイミングｔ７）。その後、パージオンの信号が出力されたときに（タイミングｔ８）、制御弁２６をオンし、ポンプ５２をオンする（ステップＳ４４）。

タイミングｔ８〜ｔ９の間、ガス濃度Ｃ１３に基づいて、制御弁２６の開度、ポンプ５２の出力等を決定する。タイミングｔ９〜ｔ１１では、タイミングｔ６〜ｔ８と同じ動作を行う。すなわち、パージがオフの状態（ｔ９〜ｔ１１）で所定時間ポンプ５２を駆動（ｔ９〜ｔ１０）し、ガス濃度Ｃ１４を検出する。

上記方法は、パージオフ（制御弁閉）の状態でパージガスの濃度を検出し、そのガス濃度に基づいてパージオンのときの制御弁２６の開度，ポンプ５２の出力を制御する。パージを開始するときにパージガスの濃度が既知であるので、より正確にパージガスの供給量を調整することができる。また、エンジン２が始動してパージを開始するまでの間にパージ通路内を掃気するので、パージが開始されるときには、キャニスタ１９から供給されるパージガスの濃度を、パージ供給量によく反映させることができる。また、パージ通路内を掃気する際も、掃気前にパージ通路内に残留しているパージガスの濃度を検出するので、掃気の際にＡ／Ｆが大きく乱れることも防止することができる。

図２０から図２４を参照し、パージ中のパージガスの濃度が変化したときに、パージガスの供給量を調整する他の方法について説明する。この方法は、蒸発燃料処理装置２０，２０ａ〜２９ｅの何れの蒸発燃料処理装置でも実行することができる。また、濃度センサは、濃度センサ５７ａ，５７ｂ，５７ｃ及び５７ｄの何れであってもよい。この方法では、エンジン２の温度変化に基づいて、パージガスの濃度を補正しながら、吸気管３４にパージガスを供給する。図２３及び図２４は、パージを行うタイミングと、制御弁２６のオン・オフ状態を示すタイミングチャートである。制御弁２６は、ＥＣＵ１００の制御信号によってオン・オフ状態が制御される。

典型的に、エンジンを始動した後、エンジンの温度が上昇する。エンジンの温度が上昇すると、パージ通路の温度も上昇し、パージ通路内のパージガスの濃度が変化する。エンジンの温度変化に基づいてパージガスの濃度を検出することにより、パージガスの濃度を正確に検出することができ、Ａ/Ｆが大きく乱れることを防止することができる。なお、エンジンの駆動に伴い、エンジン水温（冷却水の温度）は上昇する。本方法では、エンジン水温が所定値を超えているか否かにより、パージガス濃度の検出方法を変更する。

図２０のステップＳ５０では、エンジン水温が第１所定値（例えば１５℃）を超えたか否かを判断する。エンジン水温が第１所定値を超えていない場合（ステップＳ５０：ＮＯ）、エンジン水温が第１所定値を超えるまでエンジン水温の計測を繰り返す。エンジン水温が第１所定値を超えた後（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００にパージガスのガス濃度履歴が記憶されていない場合（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、制御弁２６を閉じた状態で、パージガスの濃度の測定を開始する（ステップＳ５２，タイミングｔ２０〜ｔ２１）。制御弁２６を閉じた状態でのパージガス濃度の測定は、上述した方法で行うことができる。パージガスの濃度が安定したときのガス濃度Ｃ１５を、ガス濃度履歴としてＥＣＵ１００に記憶し、ガス濃度記憶履歴をＯＮ状態にする（ステップＳ５３，タイミングｔ２１）。

ガス濃度記憶履歴をＯＮ状態にした後、制御弁２６をオンし、パージを開始する（ステップＳ５４，タイミングｔ２２）。パージを開始する際、ガス濃度Ｃ１５に基づいて、制御弁２６の開度（またはデューティ比）及びポンプ５２の流量（出力）を決定する。なお、ＥＣＵ１００にパージガスのガス濃度が記憶されている場合（ステップＳ５１：ＮＯ）、記憶されているガス濃度に基づいてパージを開始する。すなわち、ガス濃度が記憶されていない状態（ガス濃度記憶履歴ＯＦＦ）の場合は、パージ（エンジン始動後の最初のパージ）を開始しないで、ガス濃度を測定し、パージを開始する。パージ中は、エンジン水温が第２所定値（例えば６０℃）未満か（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、第２所定値以上（ステップＳ５５：ＮＯ）かを測定する。本方法では、エンジン水温が第２所定値未満か否かにより、パージガス濃度の補正方法が異なる。第２所定値未満の場合、図２１のステップ５６の処理に進む。ステップＳ５６でパージオン（制御弁２６オン）の場合（ステップＳ５６：ＹＥＳ）、Ａ／Ｆセンサからのフィードバックずれ量が所定値Ａ１以下の場合（ステップＳ５７：ＮＯ）は、パージを継続する（ステップＳ５８）。Ａ／Ｆセンサからのフィードバックずれ量が所定値Ａ１より大きい場合（ステップＳ５７：ＹＥＳ）については後述する。なお、Ａ／Ｆセンサからのフィードバックずれ量を利用し、パージを停止することなく（パージを継続したまま）、フィードバックずれ量に基づいてＥＣＵ１００に記憶されているパージガスの濃度を補正してもよい。ガス濃度を補正することによって、より正確にパージガスの供給量を調整することができる。

ステップＳ５６において、パージがオフの場合（タイミングｔ２３，ステップＳ５６：ＮＯ）、ステップＳ５９に進み、パージオフの期間（タイミングｔ２３〜ｔ２４）が所定時間Ｔ１より長いか否かを判断する。期間ｔ２３−ｔ２４が所定時間Ｔ１より長い場合（ステップＳ５９：ＹＥＳ）、パージオフの状態でパージガスの濃度を測定する（ステップＳ６０）。パージガスの濃度が安定したときのガス濃度Ｃ１６をＥＣＵ１００に記憶し（ステップＳ６１）、次のパージ開始のタイミングｔ２４において、図２０のステップＳ５４に戻り、濃度Ｃ１６に基づいて、制御弁２６の開度及びポンプ５２の流量を制御し、パージを継続する。

ステップＳ５９において、例えば期間ｔ２５−ｔ２６のように、パージオフの期間が所定時間Ｔ１より短い場合（ステップＳ５９：ＮＯ）、パージオフ中にパージガスの濃度を検出することができない。この場合、パージをオフした時（タイミングｔ２５）のときにＥＣＵ１００に記憶されているガス濃度Ｃ１６（前回パージオフしたときに測定したガス濃度）を、次のパージのタイミング（タイミングｔ２６）で用いるガス濃度Ｃ１７として記憶する（ステップＳ６２）。その後、図２０のステップＳ５４に戻り、ガス濃度Ｃ１７（ガス濃度Ｃ１６）に基づいて、制御弁２６の開度（デューティ比）及びポンプ５２の流量を制御し、パージを継続する。なお、所定時間Ｔ１は、特許請求の範囲に記載の第２の所定時間の一例である。

ここで、図２４を参照し、図２１のステップＳ５７にてＡ／Ｆセンサからのフィードバックずれ量が所定値Ａ１より大きい場合（ステップＳ５７：ＹＥＳ）について説明する。この場合、パージオン状態であっても（タイミングｔ２２〜ｔ２３）、所定時間制御弁２６をオフし（ステップＳ６３，タイミングｔ２２ａ）、パージガスの濃度Ｃ１９を測定する（ステップＳ６４）。すなわち、実質的にパージをオフする。パージガスの濃度が安定したときのガス濃度Ｃ１９をＥＣＵ１００に記憶し（ステップＳ６５）、パージを再開（制御弁をオン）する（ステップＳ６６，タイミングｔ２２ｂ）。タイミングｔ２２ｂで図２０のステップＳ５４に戻り、ガス濃度Ｃ１９に基づいて、制御弁２６の開度及びポンプ５２の流量を制御し、パージを継続する。

次に、図２２及び図２３を参照し、図２０のエンジン水温が第２所定値以上（ステップＳ５５：ＮＯ）の場合について説明する。典型的に、車両では、エンジン水温が第２所定値(例えば６０℃）以上になると、Ａ／Ｆ学習を開始する。エンジン水温が第２所定値以上（ステップＳ５５：ＮＯ）になると、制御弁２６をオフしてパージを停止する（ステップＳ７０，タイミングｔ２７）。パージを停止した状態で、パージガス濃度の測定及びＡ／Ｆ学習を開始する（ステップＳ７１）。パージガスの濃度が安定しない場合（ステップＳ７２：ＮＯ）、パージガスの濃度が安定するまで検出を続ける。パージガスの濃度が安定した後（ステップＳ７２：ＹＥＳ）、検出したガス濃度Ｃ１８をＥＣＵ１００に記憶する（ステップＳ７３）。その後、Ａ／Ｆ学習が完了しているか否かを判定する（ステップＳ７４）。Ａ／Ｆ学習が完了している場合（ステップＳ７４：ＹＥＳ）、制御弁２６をオンし（ステップＳ７５，タイミングｔ２８）し、ガス濃度Ｃ１８をＡ/Ｆフィードバックにより補正した濃度に基づいて、制御弁２６の開度（デューティ比）及びポンプ５２の流量を制御し、パージを継続する。

図２５及び図２６を参照し、パージ中のパージガスの供給量（制御弁２６の開度、ポンプ５２の出力）を調整するためのパージガスの濃度を決定する方法を説明する。この方法は、蒸発燃料処理装置２０ｃ，２０ｄ及び２０ｅのように、分岐通路２２ｂの一端が、キャニスタ１９（連通管１８）に接続されている蒸発燃料処理装置を用いて行うことができる。なお、濃度センサは、濃度センサ５７ａ，５７ｂ，５７ｃ及び５７ｄの何れであってもよい。この方法では、吸気管３４にパージを行う前に、パージ通路内に残存しているガス（前回のパージを終了した際に残存しているパージガス）を、キャニスタ１９に掃気する。図２６は、パージを行うタイミングと、ポンプ５２及び制御弁２６のオン・オフ状態を示すタイミングチャートである。ポンプ５２及び制御弁２６は、ＥＣＵ１００の制御信号によってオン・オフ状態が制御される。

タイミングｔ３０は、車両が走行可能な状態になったタイミングを示している。例えば、エンジン２が始動した時がタイミングｔ３０に相当する。タイミングｔ３０では、パージ通路内にガスが残存しており、ＥＣＵ１００はパージ通路内のガスが掃気されていないことを記憶している。タイミングｔ３０では、ＥＣＵ１００は、ガス掃気完了履歴がＯＦＦ状態であることを記憶している。また、タイミングｔ３０では、ポンプ５２及び制御弁２６がオフしている。エンジン２を始動（ステップＳ８０）した後、パージオフの状態であり（ステップＳ８１：ＮＯ）、ガス掃気完了履歴がＯＦＦ状態であることが確認されると（ステップ８２：ＹＥＳ）、制御弁２６をオフ状態に維持したまま、ポンプ５２の駆動を開始する（タイミングｔ３１）。ポンプ５２は、所定時間Ｔ２（タイミングｔ３１〜ｔ３２）駆動し続ける（ステップＳ８３）。パージ通路内のガスが、キャニスタ１９に掃気される。パージ通路内を掃気している間に、濃度センサで濃度測定を行う（ステップＳ８４）。これにより、キャニスタ１９から供給されるパージガスの濃度Ｃ２０が得られる。

所定時間Ｔ２ポンプ５２を駆動し、残存ガスの掃気が完了すると、ポンプ５２を停止し（ステップＳ８５）、ガス掃気完了履歴をＯＮ状態にする（ステップＳ８６：タイミングｔ３２）。ガス掃気完了履歴は、エンジン２が駆動している間ＯＮ状態に維持し続ける。タイミングｔ３１〜ｔ３２の間に検出したガス濃度Ｃ２０の値は、ＥＣＵ１００がパージオン信号を出力するとき（実際にパージを開始するとき：ステップＳ８７，タイミングｔ３３）で用いる。すなわち、パージを開始する際は、ガス濃度Ｃ２０の値に基づき、制御弁２６の開度、ポンプ５２の出力等を決定する。

ステップ８２でガス掃気完了履歴がＯＮ状態であることが確認されると（ステップ８２：ＮＯ）、制御弁２６をオフ状態に維持したまま、ポンプ５２の駆動を開始する（ステップＳ８８：タイミングｔ３４）。なお、図２６では、タイミングｔ３４になった時にポンプ５２が駆動しているので、ポンプ５２の駆動を維持している。ポンプ５２が所定時間Ｔ３（タイミングｔ３４〜ｔ３５）駆動している間に、ガス濃度Ｃ２１を測定する（ステップＳ８９）。その後、ポンプ５２の駆動を停止する（ステップＳ９０：タイミングｔ３５）。その後、パージオンの信号が出力されたときに制御弁２６をオンし、ポンプ５２をオンする（ステップＳ９１：タイミングｔ３６）。なお、一般的に、パージ通路内を掃気するために必要な時間と、パージ通路内が掃気された後にパージ通路内のガス濃度を測定するために必要な時間は異なる。そのため、所定時間Ｔ２と所定時間Ｔ３では、必要とされるポンプ５２の駆動時間が異なることがある。パージ通路内が掃気された後は、パージ通路内を掃気するときと比較してガス濃度の変動が小さい。そのため、典型的に、ＥＣＵ１００は、所定時間Ｔ３が所定時間Ｔ２より短くなるようにポンプ５２の駆動時間を制御し、パージガスの濃度Ｃ２１の測定を濃度Ｃ２０を測定するタイミングよりも早く実行するように制御する。

タイミングｔ３６〜ｔ３７の間、ガス濃度Ｃ２１に基づいて、制御弁２６の開度、ポンプ５２の出力等を決定する。タイミングｔ３７〜ｔ３９では、タイミングｔ３４〜ｔ３６と同じ動作を行う。すなわち、パージがオフの状態（ｔ３７〜ｔ３９）で所定時間Ｔ２ポンプ５２を駆動（ｔ３７〜ｔ３８）し、ガス濃度Ｃ２２を検出する。

上記方法は、パージオフ（制御弁閉）の状態でポンプ５２を駆動し、パージガスを分岐通路２２ｂを介してキャニスタ１９に導入する。このときに、パージガスの濃度を検出し、そのガス濃度に基づいてパージオンのときの制御弁２６の開度，ポンプ５２の出力を制御する。パージを開始するときにパージガスの濃度が既知であるので、より正確にパージガスの供給量を調整することができる。また、エンジン２が始動してパージを開始するまでの間にパージ通路内を掃気するので、パージが開始されるときには、キャニスタ１９から供給されるパージガスの濃度を、パージ供給量によく反映させることができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：内燃機関
１４：燃料タンク
１９：キャニスタ
２０：蒸発燃料処理装置
２２ａ：パージ通路
２２ｂ：分岐通路
２６：制御弁
３４：吸気経路
５２：ポンプ
５７：濃度検出部

Claims (14)

1. 燃料タンク内で蒸発した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
   車両の内燃機関の吸気経路とキャニスタとの間に接続されており、キャニスタから内燃機関に送られるパージガスが通過するパージ通路と、
   パージ通路上に配置されており、パージガスをキャニスタから吸気経路に送り出すポンプと、
   吸気経路と前記ポンプの間でパージ通路上に配置されており、キャニスタと吸気経路とをパージ通路を介して連通する連通状態と、キャニスタと吸気経路とをパージ通路上で遮断する遮断状態と、に切替る制御弁と、
   一端が前記ポンプの下流でパージ通路に接続されており、他端が前記ポンプの上流でパージ通路に接続されている分岐通路と、
   分岐通路上に配置されている濃度検出部と、
   を備えている、蒸発燃料処理装置。
2. 燃料タンク内で蒸発した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
   車両の内燃機関の吸気経路とキャニスタとの間に接続されており、キャニスタから内燃機関に送られるパージガスが通過するパージ通路と、
   パージ通路上に配置されており、パージガスをキャニスタから吸気経路に送り出すポンプと、
   吸気経路と前記ポンプの間でパージ通路上に配置されており、キャニスタと吸気経路とをパージ通路を介して連通する連通状態と、キャニスタと吸気経路とをパージ通路上で遮断する遮断状態と、に切替る制御弁と、
   一端が前記ポンプの下流でパージ通路に接続されており、他端が燃料タンクとキャニスタを接続する連通管に接続されている分岐通路と、
   分岐通路上に配置されている濃度検出部と、
   を備えている、蒸発燃料処理装置。
3. 分岐通路の他端に、パージガスがパージ通路からキャニスタに向けて移動することを許容するとともに、逆向きに移動することを禁止する手段が設けられている請求項２に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 前記制御弁と前記ポンプの動作を制御する制御装置をさらに備えており、
   制御装置は、車両の始動操作が行われた後、前記制御弁を導通状態にしてパージ通路を掃気し、掃気終了後に前記制御弁を遮断状態にしてパージガスの濃度を検出する制御を行う請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
5. 制御装置は、車両の始動操作が行われた後に最初に行うパージガスの濃度検出を、前記ポンプを駆動した状態で前記制御弁を遮断状態した後、所定時間経過したときに実行する制御を行う請求項４に記載の蒸発燃料処理装置。
6. 前記制御弁と前記ポンプの動作を制御する制御装置をさらに備えており、
   制御装置は、車両の始動操作が行われた後、前記制御弁を遮断状態にしてパージガスの濃度を検出する制御を行う請求項２又は３に記載の蒸発燃料処理装置。
7. 制御装置は、車両の始動操作が行われた後に最初に行うパージガスの濃度検出を、パージガスの濃度が安定したときに実行する制御を行う請求項６に記載の蒸発燃料処理装置。
8. 制御装置は、車両の始動操作が行われた後に最初に行うパージガスの濃度検出を、前記ポンプを駆動した状態で前記制御弁を遮断状態にした後、所定時間経過したときに実行する制御を行う請求項６に記載の蒸発燃料処理装置。
9. 制御装置は、車両の始動操作が行われた後に前記制御弁を遮断状態にしてパージガスの濃度検出を行い、その濃度に基づいてパージを実行した後にパージが停止したときに、前記制御弁を遮断状態にした状態で前記ポンプを駆動し、パージガスの濃度を再度検出する制御を行う請求項４から８のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
10. 制御装置は、パージを実行した後にパージが停止したときに行うパージガスの濃度検出を、車両の始動操作が行われた後に最初に行うパージガスの濃度検出と比較して、前記制御弁を遮断状態にしてから早いタイミングで行う制御を行う請求項９に記載の蒸発燃料処理装置。
11. 制御装置は、パージガスの濃度を検出している間、前記制御弁を遮断状態に維持する制御を行う請求項４から１０のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
12. 制御装置は、パージを実行した後にパージを停止するために前記制御弁を遮断状態にしてから次のパージを実行するために前記制御弁を連通状態にするまでの時間が第２の所定時間より短い場合、前記制御弁を遮断状態にする前のパージガスの濃度を前記制御弁が遮断状態のときに検出するガス濃度として記憶する請求項９又は１０に記載の蒸発燃料処理装置。
13. 制御装置は、パージ中にＡ／Ｆセンサからのフィードバックずれ量が所定値を超えたときに、前記制御弁を遮断状態にした状態で前記ポンプを駆動し、パージガスの濃度を再度検出する制御を行う請求項４から１２のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
14. バージ通路上に、パージ通路がキャニスタに連通する第１状態と、パージ通路が大気に連通する第２状態と、に切替る切替手段が設けられている請求項１から１３のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。

Images